چرا دستگاهای بیسیم اطرافمان از باند ۲/۴ گیگاهرتز استفاده می کنند ؟
نگاهی به اطراف خود بیاندازید، به سرعت متوجه می شوید که اکثر دستگاهای بیسیم اطراف شما از باند ۲/۴ گیگاهرتز برای ارتباط استفاده می کنند. حال از میان این همه باند فرکانسی، چرا ۲/۴ اینقدر محبوبیت یافته؟ اگر به دنبال جواب هستید، در آشپزخانه دنبالش بگردید! ولی اگر جوابتان را پیدا نکردید، می توانید آنرا در ادامه مطلب بیابید. وسایلی همچون روتر بیسیم وای-فای، هدست بلوتوث و ریموت درب گاراژ جزو این دسته از وسایل قرار می گیرند.
در همین لحظه که در حال خواندن این مطلب هستید میلیون ها موج در حال گذشتن از کنار شما هستند، امواجی همچون: موبایل، رادیو، تلویزیون، امواج ماهواره، روتر بیسیم همسایه کناری و یا تلفن بیسیم خانه کوچه پشتی، که همگی حامل اطلاعات کدگذاری شده تحت استاندارد فرستنده و گیرنده، با باند فرکانسی خاصی در حال انتشار هستند. اگر نگاهی به تلفن بیسیم کنارتان بیاندازید، برچسب ۲/۴ گیگاهرتز آن را مشاهده می کنید، برچسبی که بعضی از افراد با دیدن آن می گویند: اوه پسر سرعت این تلفن از سرعت پردازنده کامپیوتر من هم بیشتر است!
در واقع چنین نیست و این عدد نمایانگر فرکانس موجی است که پایه تلفن جهت برقراری ارتباط، به گوشی ارسال می کند.
اگر نگاهی به قوانین کمیسیون فدرال ارتباطات آمریکا بیاندازید، متوجه خواهید شد که این کمیسیون تعدادی از باندهای فرکانسی را تحت عنوان باند ISM معرفی می نماید، باندهایی که برای استفاده در مصارف صنعتی، علمی و درمانی تعیین شده اند.
در امواج، فرکانس به معنی میزان نوسان موج و در کامپیوتر، به معنی نرخ ساعت پردازنده مرکزی و در نمایشگرها، به معنای تعداد تصاویر نمایش داده شده بر اساس ثانیه است. سوال اصلی اینجا است که چرا از میان ۲،۳۹۹،۹۹۹،۹۹ فرکانسی که بالا و پایین تر از این موج قرار دارند، سازندگان فرکانس ۲/۴ گیگاهرتز را برای دستگاه های خود انتخاب می کنند؟ تنها دلیل منطقی را می توان قانون و کنترل از سوی سازمان خاص در نظر گرفت. باندهایی همچون ۹۰۰ مگاهرتز، ۲/۴ گیگاهرتز و ۵/۸ گیگاهرتز در این دسته قرار می گیرند. استفاده از این باندها برای همه آزاد و رایگان است و نیازی به کسب مجوز از مرجع خاصی ندارد. ولی اگر سازنده ای بخواهد از باند دیگری به جز باندهای آزاد (ISM) استفاده کند، بایستی با درخواست به سازمان ITU واقع در دفتر سازمان ملل سوئیس و پرداخت هزینه گزاف، حق استفاده از باند مورد نظر را بدست آورد. با وجود باندهای آزاد چنین کاری برای ارتباطات با برد کم و در سطح خانگی غیر معقول به نظر می رسد و به همین دلیل است که سازندگان وسایل با مصارف خانگی به باندهای آزاد روی می آورند. چرا ۲/۴ گیگاهرتز:
امواج بالاتر قابلیت حمل حجم بیشتری از اطلاعات را نسبت به امواج با فرکانس کمتر را دارند و در عین حال نویز پذیری کمتری نسبت امواج پایین دارند و به همین دلایل است که نمیتوان از موج ۵۰۰ کیلوهرتزی رادیو که دارای قدرت نفوذ بالایی است برای تلفن همراه استفاده نمود. هرتز، واحد تعداد انجام کار بر اساس ثانیه است. با وجود باندهای آزاد متعدد چرا استفاده از ۲/۴ به اینگونه فراگیر شده است؟ در موضوعی همچون تلفن های بیسیم ۲ انتخاب فرکانسی برایتان وجود دارد: ۹۰۰ مگاهرتز و ۲/۴ گیگاهرتز تلفنهای ۹۰۰ مگاهرتز برای مکانهای چند طبقه و دارای موانع میتواند انتخاب مناسبی باشد، ولی برای محیط های با مساحت زیاد تلفن های ۲/۴ گیگاهرتز انتخاب مناسب تری هستند. این در حالی است که این تلفن ها از آنتن کوچکتری جهت ارسال امواج استفاده می کنند و همین باعث کوچک تر شدن اندازه تلفن می شود. لازم به ذکر است که با افزایش فرکانس میزان ضریب نفوذ موج افت می کند. به عنوان مثال یک فرستنده رادیویی می تواند کیلومترها مسافت را تحت پوشش قرار دهد و این در حالی است که یک فرستنده موبایل این قابلیت را ندارد. در واقع با افزایش فرکانس، فرستنده و گیرنده می بایست به خط دید یکدیگر نزدیک شوند تا بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.
روترهای وای-فای در ابتدا از باند ۵/۸ گیگاهرتز استفاده میکردند که استاندارد 802.11a نامیده شد. اما از آن پس انجمن مهندسان برق و الکترونیک تصمیم گرفت تا از باند ۲/۴ گیگاهرتز به سبب وجود تعداد کانالها و مساحت تحت پوشش بیشتر و در مقابل قیمت کمتر تجهیزات، در روترهای بیسیم استفاده شود که آن را استاندارد 802.11b نامید. روتر ها می توانند بر روی باندهای ۲/۳ و ۲/۵ هم نیز سرویس دهند، ولی به دلیل مسائل قانونی سازندگان تنها اجازه ساخت روتری را دارند که در بازه فرکانسی ۲۴۰۰ تا ۲۴۸۳/۵ مگاهرتز کار کنند. برای این باند آزاد باید از فرهای آشپزخانه مایکروویو (مایکروفر) تشکر کنیم! هم اکنون و پس از گذشت چندین سال از تصویب اولین استاندارد وای-فای، تقریبا تمامی روترهای موجود در بازار از استاندارد 802.11n پشتیبانی می کنند، که بعضی از آنها علاوه بر باند ۲/۴ قابلیت سرویس دهی بر روی باند ۵/۸ را نیز به صورت همزمان دارند.
مایکروفرها با انتشار ریز موج (به امواجی که طول موج آنها بین ۱ میلیمتر تا ۱ متر باشد، اصطلاحا ریز موج اطلاق می شود) در قدرت بسیار بالا باعث گرم شدن مواد غذایی می شوند. باید توجه کرد که این امواج در فرکانسهای خاص تولید میشوند و تنها بعضی از مواد را تحت تاثیر قرار میدهند. داستان از اینجا شروع می شود که مایکروفرها از سال ۱۹۴۷ وارد بازار شده اند و آنها با فرکانسهای ۹۰۰ مگاهرتز، ۲/۴ گیگاهرتز، ۵/۸ گیگاهرتز و ۲۴ گیگاهرتز ساخته می شدند که پس از مدتی سازندگان تصمیم گرفتند از باند ۲۴۵۰ مگاهرتز به دلیل مقرون به صرفه بودن نسبت به بقیه باندها استفاده کنند. کمیسیون فدرال ارتباطات آمریکا(FCC) که چند سال پس از ورود مایکروفرها تصمیم به تصویب قانون برای باندهای آزاد گرفت، راه حلی جز انتخاب باند ۲/۴ گیگاهرتز نداشت، زیرا تا آن زمان تعداد زیادی مایکروفر روانه بازار گشته بود که در این باند کار می کرد. لذا به همین منظور آنها باند ۲۴۵۰ مگاهرتز را به عنوان حد وسط بازه فرکانسی در نظر گرفتند و برای جلوگیری از اختلالات فرکانسی اجتناب ناپذیر، چند مگاهرتز به بالا و پایین فرکانس افزودند تا سرانجام بازه فرکانسی ۲۴۰۰ تا ۲۴۸۳/۵ مگاهرتز به عنوان باند آزاد تصویب شد و این سر آغازی برای روی آوردن سازندگان به باند ۲/۴ گیگاهرتز شد. با این اوصاف شما با خودتان این فکر را می کنید که با وجود این همه دستگاه در باند ۲/۴ آیا تداخل فرکانسی به وجود نخواهد آمد؟ جواب مثبت است، ماهیت موج اصولا غیر قابل کنترل می باشد و با برخورد به هر مانع خاص رفتاری متفاوت از خود نشان می دهد به همین سبب دستگاه هایی که در باند ۲/۴ کار می کنند، حتی اگر دارای کاربری های جداگانه باشند برهم تاثیر می گذارند. به همین منظور دستگاه ها به گونه ای طراحی گردیده اند تا جایی که ممکن است اختلالات را به کمترین حد خود برسانند. به عنوان مثال مایکروفرها دارای محافظهایی در اطرافشان هستند تا از خروج موج تولید شده جلوگیری کنند. درب آنها نیز از این قاعده مستثنا نیست، صفحه مشبکی که در پشت شیشه درب قرار دارد این وظیفه را بر عهده دارد، حفره ها به گونه ای تعبیه شده اند تا شما بتوانید غذایتان را ببنید. در عین حال اندازه حفره ها اندکی از اندازه موج تولید شده توسط مایکروفر کمتر است تا مانع از نشت امواج به خارج شود. اگر هم در منزلتان از روتر بیسیم ۲/۴ استفاده می کنید و از از قطع شدن پیاپی آن به سبب وجود اختلال فرکانسی رنج می برید به شما پیشنهاد می کنیم که: - تا می توانید دستگاه های هم فرکانس را از هم دور نگاه دارید ( در اتاق های مجزا ) - اگر فکر می کنید با تلفن بیسیم تداخل دارد، کانال روتر را که بین ۱ تا ۱۳ است تغییر دهید تا به کانال مطلوب دست پیدا کنید. ولی به خاطر داشته باشید که اکثر تلفن های بیسیم هر بار که بر روی پایه قرار می گیرند ، کانال را تعویض می کنند. - در نهایت اگر مشکل به قوت خود باقی ماند و مشکلتان با تلفن حل نشد، تلفن جدید که در باند دیگری کار می کند خریداری کنید. موادی از قبیل چربی و آب، با برخورد این امواج گرم میشوند که اصطلاحا این پدیده را Dielectric Heating می نامند. لازم است بدانید که امواج مایکروفر بر بعضی از مواد همچون شیشه و پلاستیک تاثیری ندارند و تنها از آنها عبور می کنند و این در حالیست که اصلا رابطه خوبی با فلزات ندارند و حسابی با هم درگیر می شوند.
